JPH08306855A - 半導体パッケージ、リードフレーム、回路基板、半導体パッケージモールディング用金型及び電子回路盤並にリードフレームの製造方法 - Google Patents

半導体パッケージ、リードフレーム、回路基板、半導体パッケージモールディング用金型及び電子回路盤並にリードフレームの製造方法

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JPH08306855A
JPH08306855A JP8002082A JP208296A JPH08306855A JP H08306855 A JPH08306855 A JP H08306855A JP 8002082 A JP8002082 A JP 8002082A JP 208296 A JP208296 A JP 208296A JP H08306855 A JPH08306855 A JP H08306855A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】効果的放熱が可能な半導体パッケージ等及び電
子回路盤と、関連部品の製造方法とを提供する。 【解決手段】基板５０と、基板５０上に形成された回路
配線５３と、回路配線５３との電気的接続と放熱との機
能を果たす複数の放熱ピン５１とからなる回路基板と、
ボンディングパッドが中央部に形成された半導体チップ
と、半導体チップの上面に取付けた両面接着用絶縁テー
プと、該テープに取付けられ、ボンディングパッドとボ
ンディングワイヤで接続されたボンディングチップを有
し、半導体パッケージの表面から外側部分が露出してい
る複数のリードと、該リードの外側部分のみが露出する
ように半導体チップ等を密閉するモールディングコンパ
ウンド３３とからなる半導体パッケージとからなり、放
熱ピン５１と半導体パッケージのリードの外側部分とを
はんだで接着し、回路基板と半導体パッケージとの間に
冷却流体１００が流通するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージ、
リードフレーム、回路基板、半導体パッケージモールデ
ィング用金型及び電子回路盤並にリードフレームの製造
方法に関し、特に半導体チップの発生熱を効果的に放熱
することが可能な、半導体パッケージ、リードフレー
ム、回路基板、半導体パッケージモールディング用金型
及び電子回路盤並にリードフレームの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】熱放出を容易にする、従来の半導体パワ
ーデバイスのパッケージにおいては、パッケージングを
完了した段階で、放熱板または放熱用ピンを有する板を
重ねて半導体パッケージを覆って熱交換部位を設ける
か、あるいは、リードフレームのパドル下面に放熱ピン
を有する放熱板を取り付ける。
【０００３】図７は、上記後者の場合の従来の半導体パ
ッケージの１部を示す断面図である。図示のように、従
来の半導体パッケージにおいては、半導体チップ１０の
下面に放熱板１１を取付け、放熱板１１の上の半導体チ
ップ１０をモールディングコンパウンド１２でモールド
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体パッケージにおいては、半導体チップ１０の
上部で発生した熱は、半導体チップ１０の底面を通って
放熱板１１へ容易には伝達されないので、効果的な放熱
が行われ難いという問題がある。
【０００５】また、放熱板または放熱ピンを有する板を
重ねてパッケージを覆って熱交換部位を設ける方法にお
いても、放熱板を熱抵抗が大きいモールディングコンパ
ウンド１２に取り付けるので、効果的な放熱が行われ難
いという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解決して、半導体チップから発生する熱を効果的
に放熱することが可能な、半導体パッケージ、リードフ
レーム、回路基板、半導体パッケージモールディング用
金型及び電子回路盤並にリードフレームの製造方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明のリードフレームは、半導体チップのボン
ディングパッドと接続するボンディングチップと、上記
ボンディングチップが側面に一体に形成され、上記ボン
ディングチップより厚さが厚く、並べて配列された複数
のリードと、上記リードにＵ字型溝を形成することによ
り強度的に弱くした切断部を介して上記リードと連結さ
れたリード連結バーと、を含んでなることを特徴とす
る。
【０００８】この場合、上記ボンディングチップの厚さ
は５０〜１００μｍであることを特徴とする。
【０００９】また上記目的を達成するための本願発明の
リードフレームの製造方法は、帯板状態の金属板をポン
チングしてリードフレームのボンディングチップとする
部分を帯板の厚さよりも薄くした後、エッチングまたは
スタンピングによってリードフレームを形成することを
特徴とする。
【００１０】この場合、上記リードフレームは銅を含有
する合金で製作し、上記ボンディングチップ部分の厚さ
は５０〜１００μｍとなるようにポンチングすることを
特徴とする。
【００１１】また、上記目的を達成するために、本願発
明の回路基板は、絶縁体からなる基板と、上記基板上に
形成された回路配線と、上記回路配線と電気的に接続さ
れ、所定の厚さを有し、半導体パッケージのリードの配
列に対応して配置され、電気的接続と放熱との機能を果
たす複数の放熱ピンとを含んでなることを特徴とする。
【００１２】この場合、上記放熱ピンの高さは、上記基
板の表面から約２〜３ｍｍであることを特徴とする。
【００１３】また上記目的を達成するために、本願発明
の半導体パッケージは、ボンディングパッドが中央部分
に形成された半導体チップと、上記ボンディングパッド
が形成された部位を除いた上記半導体チップの上面に取
付けられた両面接着用絶縁テープと、上記両面接着用絶
縁テープに取付けられ、上記半導体チップのボンディン
グパッドとボンディングワイヤで接続されたボンディン
グチップを有し、半導体パッケージの表面から外側部分
が露出している複数のリードと、上記半導体チップと上
記両面接着用絶縁テープとを完全に取り囲み、上記リー
ドの外側部分のみが露出するように密閉するモールディ
ングコンパウンドと、を含んでなることを特徴とする。
【００１４】また上記目的を達成するための本願発明の
半導体パッケージモールディング用金型は、下部金型に
は半導体チップを収納するに充分な容積を有するモール
ドキャビティが形成され、上記モールドキャビティに
は、半導体パッケージの複数のリードの外側部分を位置
する複数のリードホールと、モールディング金型の上部
金型を組み合わせた後にモールディングコンパウンドを
注入するモールドキャビティゲートとが形成されている
ことを特徴とする。
【００１５】また上記目的を達成するために、本願発明
の電子回路盤は、絶縁体からなる基板と、上記基板上に
形成された回路配線と、上記回路配線と電気的に接続さ
れ、所定の厚さを有し、半導体パッケージのリードの配
列に対応して配置され、電気的接続と放熱との機能を果
たす複数の放熱ピンとを含んでなることを特徴とする回
路基板と、ボンディングパッドが中央部分に形成された
半導体チップと、上記ボンディングパッドが形成された
部位を除いた上記半導体チップの上面に取付けられた両
面接着用絶縁テープと、上記両面接着用絶縁テープに取
付けられ、上記半導体チップのボンディングパッドとボ
ンディングワイヤで接続されたボンディングチップを有
し、半導体パッケージの表面から外側部分が露出してい
る複数のリードと、上記半導体チップと上記両面接着用
絶縁テープとを完全に取り囲み、上記リードの外側部分
のみが露出するように密閉するモールディングコンパウ
ンドとを含んでなることを特徴とする半導体パッケージ
とからなり、上記回路基板の上記放熱ピンと上記半導体
パッケージの上記リードの外側部分とをはんだで接着
し、上記回路基板と上記半導体パッケージとの間に冷却
流体が流通するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】図１は、本発明のリードフレームの１部を
示す平面図である。
【００１８】本発明のリードフレームは、例えば厚さ約
３５０μｍの銅合金の帯板状態の金属板を、ボンディン
グチップ２１となるように設計した部位をポンチングし
て図１に示すように約５０〜１００μｍの厚さにする。
同時に、または別途に、図１に示すＵ字型溝形状をなし
強度的に弱くした切断部２３をポンチングにより板厚を
薄くして形成する。
【００１９】次いで、上記工程を経た金属板をエッチン
グまたはスタンピングして、リードフレームを形成す
る。このようなエッチングやスタンピングには、リード
フレームを形成する従来技術を用いる。
【００２０】上記リードフレームには、サイドレール２
０と、サイドレール２０に接続されたリード連結バー２
４と、リード連結バー２４に薄い切断部２３を介して接
続された複数のリード２２と、リード２２の１側面にそ
れぞれ形成された複数のボンディングチップ２１とが設
けられ、該ボンディングチップ２１はリード２２よりも
薄くなっている。
【００２１】図２は、本発明の半導体パッケージの１部
を示す断面図である。本発明の半導体パッケージにおい
ては、上記リードフレームを半導体チップ３０と結合
し、モールディングコンパウンド３３でモールドする。
【００２２】上記本発明の半導体パッケージは、両面接
着用絶縁テープ（例えば、ポリイミドテープ）３４等の
接着手段を用いてリードフレームを半導体チップ３０に
取付け、接着手段を加熱して熱接着した後、半導体チッ
プ３０に形成された各ボンディングパッド３１とリード
２２に形成された各ボンディングチップ２１とをボンデ
ィングワイヤ３２を用いてそれぞれ接続する。ここに用
いる半導体チップ３０は、ボンディングパッド３１が半
導体チップ３０の中央部に形成されているものである。
【００２３】このようにした後、リード２２の外側部分
のみが露出するように設計されたモールディング用金型
（図３参照）に入れて半導体パッケージをモールドす
る。
【００２４】図３は、上記本発明の半導体パッケージの
モールディング用金型の１部を示す斜視図である。図に
示す部分は、モールディング用金型の下部金型４０であ
る。下部金型４０には、半導体チップ３０のサイズに適
合するように設計されたモールドキャビティ４４が形成
され、リード２２の外側部分を位置する複数のリードホ
ール４５が形成されている。また、モールドキャビティ
４４には、モールディング用金型の上部金型を組み合わ
せた後にモールディングコンパウンド３３を注入するモ
ールドキャビティゲート４３が形成されている。リード
ホール４５は、陰刻放電加工方法を用いて形成する。
【００２５】モールド工程は以下のように実施する。ワ
イヤボンディングを終えた半導体チップ３０とリードフ
レームとの結合体を、リード２２の外側部分がリードホ
ール４５に挿入されるように位置させた後、上部金型を
組み付けて覆い、モールドキャビティゲート４３からモ
ールディングコンパウンド３３を注入してモールドす
る。モールド工程を進行した後、Ｕ字型溝形状に形成さ
れている切断部２３を切断して半導体パッケージの製作
を完了する。
【００２６】このように製作された本発明の半導体パッ
ケージにおいては、図２に示すように、リード２２の外
側部分のみがモールディングコンパウンド３３の外部に
露出し、残りの部分はすべてモールディングコンパウン
ド３３内に包装されている。
【００２７】図４〜図６は、半導体パッケージを回路基
板に実装して用いる状態を説明するためのものである。
このうち、図４は本発明の回路基板の１部を示す斜視図
であり、図５は本発明の半導体パッケージを回路基板に
実装した状態の１部を示す断面図であり、図６は本発明
の半導体パッケージを回路基板に表面実装した電子回路
盤の１部を示す斜視図である。
【００２８】本発明の回路基板には、図４に示すよう
に、絶縁体からなる基板５０と、基板５０の上または内
部に形成された回路配線５３と、基板５０上に配置され
た複数の放熱ピン５１とが形成されている。放熱ピン５
１は、半導体パッケージのリード２２の外側部分と接続
され、導線としての機能と放熱板としての機能とを併せ
て果たす。
【００２９】放熱ピン５１は以下のようにして製作す
る。例えば、ニッケル鉛（Ｎｉ−Ｐｂ）層等からなる導
電層を、スパッタリングまたは化学気相蒸着（ＣＶＤ）
またはメッキ等によって基板５０の上に形成し、ホトエ
ッチングを施して導電層を部分的に除去して基板５０の
表面からの高さが約２〜３ｍｍとなるように放熱ピン５
１を形成する。
【００３０】放熱ピン５１は、以下のような工程を含む
方法で製作することも可能である。すなわち、基板５０
の上に、半導体パッケージのリード２２と接続する部分
を開口するホトレジストマスクパターンを形成する。次
いで、所定の厚さの金属層を、スパッタリングまたはメ
ッキで形成する。ホトレジストを除去したあとには放熱
ピン５１が形成されている。
【００３１】上記回路基板に、本発明の半導体パッケー
ジを表面実装する方法は、以下のとおりである。まず、
半導体パッケージを実装する回路基板上の放熱ピン５１
のリード２２との接合部と、半導体パッケージのリード
２２の外側部分との、１方または双方に、はんだペース
トを塗付する。次いで、半導体パッケージを回路基板上
の所定の位置に置き、はんだペーストを加熱して溶かし
てリード２２の外側部分と放熱ピン５１とをはんだ５２
で接合する。
【００３２】このようにして構成された、回路基板と半
導体パッケージとからなる電子回路盤にあっては、回路
基板と半導体パッケージとの間に、図６に示すように、
冷却流体１００が流通するようにすることも可能であ
り、より効果的な放熱が可能である。
【００３３】
【発明の効果】上記構成の本願発明の回路基板と半導体
パッケージとからなる電子回路盤においては、半導体パ
ッケージ内の半導体チップから発生される熱は、冷却流
体との熱交換面積が広く、かつ熱伝導度に優れた放熱ピ
ンの金属を通じて外部の雰囲気へ放熱されるので、効果
的な放熱が可能となるという効果がある。
【００３４】すなわち、熱伝達は、熱源である半導体チ
ップ上面から放熱ピンへ直接行われるので、熱伝達が効
果的に実行され、過熱による作動不良を防止することが
可能となるという効果がある。
【００３５】また、半導体チップの設計において、ボン
ディングパッドを中央に形成することができ、リードフ
レームと半導体チップとの厚さとほぼ同様の薄形の半導
体パッケージとすることができるので、半導体チップ下
面への熱放出も良好に行われて、効果的な放熱が可能と
なるという効果がある。
【００３６】更に、リードの外側部分のトリミングやフ
ォーミング工程を要しないので、半導体パッケージの製
造工程が簡単となるという効果があり、また、リードの
外側部分をインナーリードのように形成するので、リー
ドフレームの材料の節約が可能となるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリードフレームの１部を示す平面図で
ある。
【図２】本発明の半導体パッケージの１部を示す断面図
である。
【図３】本発明の半導体パッケージのモールディング用
金型の１部を示す斜視図である。
【図４】本発明の回路基板の１部を示す斜視図である。
【図５】本発明の半導体パッケージを回路基板に実装し
た状態の１部を示す断面図である。
【図６】本発明の半導体パッケージを回路基板に表面実
装した電子回路盤の１部を示す斜視図である。
【図７】従来の半導体パッケージの１部を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
２０…サイドレール、 ２１…ボンディングチップ、 ２２…リード、 ２３…切断部、 ２４…リード連結バー、 ３０…半導体チップ、 ３１…ボンディングパッド、 ３２…ボンディングワイヤ、 ３３…モールディングコンパウンド、 ３４…両面接着用絶縁テープ、 ４０…下部金型、 ４３…モールドキャビティゲート、 ４４…モールドキャビティ、 ４５…リードホール、 ５０…基板、 ５１…放熱ピン、 ５２…はんだ、 ５３…回路配線、 １００…冷却流体

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体チップのボンディングパッドと接続
    するボンディングチップと、 上記ボンディングチップが側面に一体に形成され、上記
    ボンディングチップより厚さが厚く、並べて配列された
    複数のリードと、 上記リードにＵ字型溝を形成することにより強度的に弱
    くした切断部を介して上記リードと連結されたリード連
    結バーと、 を含んでなることを特徴とするリードフレーム。
  2. 【請求項２】請求項１に記載のリードフレームにおい
    て、上記ボンディングチップの厚さは５０〜１００μｍ
    であることを特徴とするリードフレーム。
  3. 【請求項３】帯板状態の金属板をポンチングしてリード
    フレームのボンディングチップとする部分を帯板の厚さ
    よりも薄くした後、エッチングまたはスタンピングによ
    ってリードフレームを形成することを特徴とするリード
    フレームの製造方法。
  4. 【請求項４】請求項３に記載のリードフレームの製造方
    法において、上記リードフレームは銅を含有する合金で
    製作し、上記ボンディングチップ部分の厚さは５０〜１
    ００μｍとなるようにポンチングすることを特徴とする
    リードフレームの製造方法。
  5. 【請求項５】絶縁体からなる基板と、 上記基板上に形成された回路配線と、 上記回路配線と電気的に接続され、所定の厚さを有し、
    半導体パッケージのリードの配列に対応して配置され、
    電気的接続と放熱との機能を果たす複数の放熱ピンと、 を含んでなることを特徴とする回路基板。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の回路基板において、上記
    放熱ピンの高さは、上記基板の表面から約２〜３ｍｍで
    あることを特徴とする回路基板。
  7. 【請求項７】半導体チップ上面の発生熱を、熱伝導度が
    すぐれた金属を介して放熱する半導体パッケージであっ
    て、 ボンディングパッドが中央部分に形成された半導体チッ
    プと、 上記ボンディングパッドが形成された部位を除いた上記
    半導体チップの上面に取付けられた両面接着用絶縁テー
    プと、 上記両面接着用絶縁テープに取付けられ、上記半導体チ
    ップのボンディングパッドとボンディングワイヤで接続
    されたボンディングチップを有し、半導体パッケージの
    表面から外側部分が露出している複数のリードと、 上記半導体チップと上記両面接着用絶縁テープとを完全
    に取り囲み、上記リードの外側部分のみが露出するよう
    に密閉するモールディングコンパウンドと、 を含んでなることを特徴とする半導体パッケージ。
  8. 【請求項８】半導体パッケージモールディング用金型に
    おいて、 下部金型には半導体チップを収納するに充分な容積を有
    するモールドキャビティが形成され、上記モールドキャ
    ビティには、半導体パッケージの複数のリードの外側部
    分を位置する複数のリードホールと、モールディング金
    型の上部金型を組み合わせた後にモールディングコンパ
    ウンドを注入するモールドキャビティゲートとが形成さ
    れていることを特徴とする半導体パッケージモールディ
    ング用金型。
  9. 【請求項９】絶縁体からなる基板と、上記基板上に形成
    された回路配線と、上記回路配線と電気的に接続され、
    所定の厚さを有し、半導体パッケージのリードの配列に
    対応して配置され、電気的接続と放熱との機能を果たす
    複数の放熱ピンとを含んでなることを特徴とする回路基
    板と、 ボンディングパッドが中央部分に形成された半導体チッ
    プと、上記ボンディングパッドが形成された部位を除い
    た上記半導体チップの上面に取付けられた両面接着用絶
    縁テープと、上記両面接着用絶縁テープに取付けられ、
    上記半導体チップのボンディングパッドとボンディング
    ワイヤで接続されたボンディングチップを有し、半導体
    パッケージの表面から外側部分が露出している複数のリ
    ードと、上記半導体チップと上記両面接着用絶縁テープ
    とを完全に取り囲み、上記リードの外側部分のみが露出
    するように密閉するモールディングコンパウンドとを含
    んでなることを特徴とする半導体パッケージとからな
    り、 上記回路基板の上記放熱ピンと上記半導体パッケージの
    上記リードの外側部分とをはんだで接着し、上記回路基
    板と上記半導体パッケージとの間に冷却流体が流通する
    ようにしたことを特徴とする電子回路盤。
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